基于PROFIBUS总线技术的工业网络的设计与实现

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现场总线技术的设计应用实例

现场总线技术的设计应用实例概述现场总线技术是工业控制系统中常见的一种通信协议，它通过将传感器、执行器与控制器连接到一个总线上，实现设备间的数据通信和控制。

本文将介绍几个现场总线技术的设计应用实例，包括Profibus、CAN总线和Modbus。

ProfibusProfibus是一种常用的工业自动化领域现场总线协议，它被广泛应用于物流自动化、工业控制和过程自动化等领域。

在物流自动化中，Profibus通信技术可以被用于连接传感器、执行器和控制器，实现自动化存储和分拣系统。

每个传感器和执行器都以从站的形式接入Profibus总线，并通过总线与控制器进行通信。

通过Profibus的高速通信和优化的数据传输机制，物流系统可以实现高效的物料搬运和分拣操作。

在工业控制领域，Profibus常被用于连接传感器、执行器和PLC（可编程逻辑控制器）。

PLC作为控制器可以通过Profibus实时监测设备状态，并根据需要发送命令和控制信号。

这种基于Profibus的控制系统可以实现复杂的工业过程控制和自动化。

CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车行业的现场总线协议，它具有高可靠性和高实时性的特点，被广泛应用于汽车电子系统和航空航天领域。

在汽车电子系统中，CAN总线被用于连接车辆的各种传感器和执行器，并与车辆的ECU（电子控制单元）进行通信。

通过CAN总线的实时数据交换，车辆的各个子系统可以协调工作，实现诸如发动机控制、车身稳定性控制和驾驶辅助系统等功能。

在航空航天领域，CAN总线常被用于飞行控制系统和航空电子设备之间的数据交换。

航空电子设备需要实时高可靠的数据传输，以确保安全和可靠的飞行。

CAN 总线的高实时性和冗余特性使其成为航空电子系统中的理想选择。

ModbusModbus是一种最为常见的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。

Modbus支持点对点和主从通信模式，适用于各种环境。

现场总线与工业以太网-ProfiBus通讯技术

ProfiBus通讯技术的概述
1
类型
按传输速度分为ProfiBus DP、ProfiBus PA和ProfiBus FMS三种类型。
2
特点
传输距离长、接口方便、可靠性高、实时性好、适用性强。
3
应用领域
广泛应用于工业自动化、过程自动化以及工控网络。
现场总线和工业以太网的区别
1 支持的节点类型不同
ProfiBus适用于工厂自动化现场的传感器、执行机构等自动控制设备，而工业以太网适用于计算机网络中的各种数据传输节点。
身技术的改进和完善，与现有工业控制网络相结合，不断满足不同行业的自动化需求。
方便的接口
标准的RS-485接口易于连接和维护。
适用性强
适用于多种设备和场合，能适应多变的现场环境需求。
ProfiBus在工业自动化中的应用
生产过程中的控制
ProfiBus应用广泛，如轨道交通信号控制系统，飞机发动机控制系统，生产过程中的各种控制以及机器人控制平台等。
物流行业中的应用
Proபைடு நூலகம்iBus应用在物流行业中，如卷烟机设备、包装设备、包卷设备和输送带设备。
ProfiBus的未来发展趋势
1
实现更高速率
为满足控制网络不断提升的数据传输速度和容量需求，ProfiBus正在不断研发设计更高速率的新产品，比如ProfiNet IOC。
2
支持IEEE 802标准
正在开发能够支持IEEE 802标准的ProfiBus产品，以增强ProfiBus网络兼容性和互操作性。
现场总线与工业以太网ProfiBus通讯技术
现场总线与工业以太网是工业自动化领域中最常见的现场通讯技术。本次演示将深入探讨其中最前沿的ProfiBus通讯技术。

《工业网络与组态技术》电子教案项目2任务1

3 RXD/TXD-P 接收/发送数据-正，B线
4
CNTR-P 方向控制信号P
5
DGND 数据基准电位（地）
6
VP
供电电压-正
7
P24 正24V输出电压（辅助电源）
8 RXD/TXD-N 接收/发送数据-负，A线
9
CMTR-N 方向控制信号
8
工业网络与组态技术
项目二基于Profibus DP及Modbus TCP通讯的水位控制任务1 Profibus-DP现场总线认识
【任务实施】 Profibus网络通讯的本质是RS485串口通讯， Profibus-DP 电缆很简单的，就只有两根线在里面，一根红的一根绿的，然后外面有屏蔽层。接线的时候，要把屏蔽层接好，不能和里面的电线接触到。要分清楚进去的和出去的线分别是哪个，假如是一串的，就是一根总线下去，中间不断地接入分站，这个是很常用的方法。
2023/11/5
9
工业网络与组态技术
项目二基于Profibus DP及Modbus TCP通讯的水位控制任务1 Profibus-DP现场总线认识
【任务总结】在制作 Profibus DP电缆时要注意一下质量要点（1）接线无松动，线芯无损伤（2）屏蔽层不能碰触到信号线（3）紫色外皮应压在固定位置 (4）盒盖紧固严密，无松动
2023/11/5
10
Profibus成为国际标准IEC61158的组成部分（Type3）
Profibus-DP批准成为中国的行业标准JB/T 10308.3-2001
PROFINET成为国际标准IEC61158的组成部分（Type10）
PROFINET成为中国国家标准
2023/11/5

PROFINET

制，无需对原有的Profbus系统或其他现场总线系统做任何
改变，就能完成与这些系统的集成，能够将现场控制层和企业信息管理层有机的融合为一体。
ProFiNet的主要特点

数据通讯实时、稳定；PROFINET针对自动化实时性的需求，规定了3种不同的通讯方式，确保数据通讯实时、稳定和安全，满足现场设备的不同实时通信要求。
智能设备代理设备 (TCP/IP/Ethernet) HMI 第三方总线
自动化设备
自动化设备
总线设备
驱动装置
二、ProfiNet应用领域
PROFINET作为一种标准的、实时的工业以太网协议，满足了自动化控制的实时性通讯要求，可应用于运动控制。PROFINET具有PROFIBUS和IT标

PROFINET的三种通讯方式：
1、标准TCP/IP通讯。 2、实时通讯（RT）。
3、同步实时通讯（IRT）
PROFINET的组成
1、分散式现场设备
2、分布式自动化 3、用于所有客户需要的统一的通信 4、网络安装 5、IT集成
6、现场总线集成
主机
HMI
PROFINET 代理设备自动化设备 PROFIBUS 总线设备驱动装置
准的开放透明通信,支持从现场层到工厂管理层通信的连续性,从而增加了生
产过程的透明度,优化了公司的系统运作，亦适用于Ethernet和任何其他现场总线系统之间的通信,可实现与其他现场总线的无缝集成。PROFINET同时实现了分布式自动化系统，为自动化系统提供多元化的解决方案，而且也为基于IT的信息技术和控制理念在自动化控制中提供了高效的技术平台，广泛
多元化的网络拓扑架构；利用工业网络交换机很容易组成星型、树型、环形等适合现场设备布局的系统架构。同时基于在WLAN和 Bluetooth等无线技术的 PROFINET给用户带来全方位的组网优势，更好地适应系统现场的要求。全面兼容TCP/IP。PROFINET全面兼容TCP/IP标准，很容易实现各种的信息技术，并借助现有成熟的IT软件和方案，给自动化系统提供更好、更快的方案。

基于ProFibus总线的工业网络培训平台研发与应用

是一致等。
（７）境界层检查：检查界桩重叠点、检查ＧｅｏＷａｙ软件是计算机发挥的产物，它不仅
境界线的自相交、检查伪节点、检查是否有可以将各种的分析模型数据精度和图形拓
一
（２）控制点层检查：控制点重叠检查、控重线、检查境界面的标识点、检查境界层的扑关系，而且可将属性逻辑关系以及图属制点属性空值检查、控制点点线高程矛盾属性。
高效，其表现为：（１）提高了地形图的精度和周期，提高了地形图的线划和符号质量。
线检查、管线端点与顶点悬挂检查、电力线制图的工作效率。（２）缩短了地形图制作的属性。
编码以及０长度线、检查内图廓和图号是不
标识点是否达到预计标准、检查标识点是程正确性、检查高程点的落入面。否与边线是一致的、检查水系线穿越房屋面的情况、检查河流流向点是否顺势河流、素是否达到规定标准等。（４）居民地层检查：检查居民地点的重以及是否有重线，检查房屋的端点和顶点，检查房屋的面宽度、面长度都是否小于规定指标，检查房屋线的长度。（５）道路层检查：检查道路重叠点、检查道路线自相交、检查伪节点、检查道路的始

基于Profibus_DP的控制系统的通信实现

至此，整个硬件组态及参数设置完毕，存盘编译并检查硬件组态无误后将其下载到 S7－300 PLC 中。 Profibus－ DP 控制系统组态图如图 2 所示。
4 系统通信实现
本网络中的通信是指主站 57－300 PLC 与各个从站之间以及它与上位机组态软件 WinCC 之间的通信。前者采用的是 Profibus－DP 通信协议，后者采用的是 Ethernet 通信协议。另外，还有 I／O 从站与门禁、条形码阅读器等设备的串行通讯，采用 ASCⅡ协议。
CALL SFC14 ／／读取 DP 标准从站的连续数据
LADDR :＝W＃16＃100
／／ 100 为十进制
的 256，从 256 开始读取
RET＿VAL:＝DB30．DBW10 ／／返回故障代码
RECORD : ＝P＃DB30．DBX0．0 BYTE 4 ／／目标，
从 0．0 开始 4 个字节
该组态，选择就能看到 CP340 的属性［2］，如图 3 所示。
在这个界面中，就是对 CP34O 设置通讯协议的方式，
通讯速度，数据长度，停止位，奇偶校验位。然后选择
interface 选项，即可选择通信接口。在图 4 中，就是设置
NOP 0
CALL SFC15 ／／写入 DP 标准从站的连续数据
LADDR：＝W＃16＃100
／／数据写入十进
制的 256
RECORD :＝P＃DB20．DBX0．0 BYTE 4 ／／源区
域,0．0 开始 4 个字节

基于PROFIBUS的纺织工业网络架构规划

ｆ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｘｔｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙｉｓａｔｙｐｉｃａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｉｎｒｇｉｎｄｕｓｔｒｙｏｆａｓｓｅｍｂｌｙｌｉｎｅ，ｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｉｓｇｉｖｅｎｐｉｏｒｉ— ｒｔｙｔｏｗｉｔｈｓｉｔｗｃｈｑｕａｎｔｉｔｙ，ａｎｄｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓａｒｅｍｏｒｅｐｒｏｃｒｅａｔｉｖｅｍａｃｈｉｎｅｓｎｄａｉｄｗｅｄｉｓｔｉｂｒｕｔｉｏｎａｒｅａ．
ＷＡＮＧＹｏｎｇ — ｈｕａ，ＣＨＡＮＧＪｉｅ，ＪＩＡＮＧＨａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＬｏｉｇｈｔ
ｔｕｒｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｉｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈｉｇｈｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｓｔｒｏｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｐｌａｎｎｉｎｇｗａｓａｓｏｌｆｌｏｗｓ：ｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆｔｅｘｔｉｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｎｄａｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｂａｃｋｂｏｎｅｎｅｔｗｏｒｋｔｏＰＲＯＦＩＢＵＳ，ｔｏｔｈｅｔｏｐｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｅｎｔｅｒｐｉｓｒｅｉｎｆｏｍａｒｔｉｏｎｖｉａｉｎｄｕｓｔｉａｒｌＥｔｈｅｒｎｅｔ，ａｎｄｔｏｔｈｅｂｏｔｔｏｍｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｌｌｔｈｅｉｅｆｌｄｌｅｖｅｌｄｅｖｉｃｅ

基于PROFIBUS的主从网络的组建及应用

维普资讯
第１卷第１期５２
Ｖ０．５１１ＮＯ．２１
团黑嬲黑
ＲＡＤＬＥＥＣＤ究开ＳＨ与发ＥＡ研ＯＮＲＮＶＰＴＥＭＥ
文章编号：１０．４２ｏ）１一Ｏ００５８５Ｉ（０６２ＯＯ一３ｌ
中网分类号：Ｕ２４Ｐ９文献标识码：Ａ８：Ｔ３３
Ｃｏｆｇｕａｏｆａｔｒｓａｅｃｍｍｕｃｔｏｅｗｏｋｓｄｏｎｉｒｔｎｏｓｅ／ｌｖｏｉｍｎｉａｉｎｎｔｒｂａｅｎ
ＰＲＯＦＢＵＳａｄｉｐｌａｉｎＩｎｓｐｉｔｔａｃｏ
ｗＵＣｈｎ－ｎ．ｅｇｙａＴＡＮＧＴａｏ
（ｔｍｔｎＲｓａｃｓｔｔｏＥｅｔｃｙ，￣ｉａｔｇｎｖｒｉ，ｅｉｇ１０４ＣＡｕａｉｅｒｈＩｔｕｅｆｌｒｉ８￣ｎＪｏｎｉｓｙＢｉｎ００４，ｈｏｏｅｎｉｃｉｔｊｇｉｏＵｅｔｊ
基于ＰＯＩＵ的主从网络的组建及应用ＲＦＢＳ
吴成岩，Biblioteka 涛（京交通大学电子学院自动化所，北京１０４）北００４摘要：以采矿厂的井下铁路信号系统为研究对象，采用具有ＰＯＩＵＳ组网功能的Ｃ５１和ＩＩ３ＲＦＢＰ６３Ｍ８一ｌ口模块，计了井下铁路信号控制系统。先结合井下铁路信号的特点，绍系统的总体设计方案及其特接设首介点，详细介绍基于ＳＥ７软件的Ｃ５１和Ｉ１３ｌ的组态过程及通信的实现。ＴＰＰ６３Ｍ８一关键词：铁路信号；ＰＯＦＢ；ＣＰ６３Ｍｌ３ｌＴＰＲＩＵＳ５１；Ｉ８・；ＳＥ７

浅析profibus现场总线的应用

浅析profibus现场总线的应用计算机技术, 网络技术和数字通信技术的迅速发展引起了工业自动控制系统结构的巨大变化。

Profibus作为一种由智能化设备组成的计算机网络，近年来，凭借其独特的优势已成为自动控制领域研究的热点，应用于众多领域。

在我国冶金工艺中，profibus现场总线主要应用在炼焦配煤优化系统、焦炉加热计算机控制及管理系统、烧结过程智能控制管理系统、烧结终点判断与智能控制系统、炼铁优化专家系统、高炉人工智能系统中，通过对这些子系统的控制，确保了整个冶金工作的自动化流程的实现。

1Profibus现场总线简介随着自动化工业发展，总线分布式机械臂控制系统在工业生产得到了广泛的应用，随着机器人自动化程度的提高，控制技术逐步增大，在工业生产环节的机械臂操作需要多个机械臂的相互协调工作，操作之间的机械需要总线控制，采用机器人实现流水工作，可以有效解决生产精密设备的工作，总线控制技术在工业控制中得到广泛应用，网络通信与信息管理在机器人工业控制中得到了应用，将分散测控设备组合成变成网络节点，融合成总线通信网络，实现设备之间的有效沟通信息、完成自控工作的网络系统与控制系统，CAN总线分布式机械臂控制是一种有效的实时控制，串行通信网络，具有性能搞、可靠强、实时交互便利的特点，被广泛用于控制系统中机械设备之间的数据通信与自动化仪器控制，主要考虑将高速实时处理与分布式工业控制领域中的高可靠性相结合。

PR0FIBUS现场总线是以开放式系统互联网络作为参考模型，采用的是德国国家标准DIN19245和欧洲EN50170现场总线标准，定义了物理传输特性、总线取协议和应用功能的一种计算机网络系统，由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、和PROFIBUS-FMS三个兼容部分组成。

Profibus-DP是一种高速低成本通信, 用于设备级控制系统与分散的I/O形式的通信；Profibus-PA是专为过程控制自动化设计的, 将传感器和执行机构接到一根总线上, 并具有本质安全规范，Profibus-FMS是具有令牌结构的监控网络、具有实时多主的特征。

基于Profibus总线技术的智能配电柜系统的设计与实现

入运行后的监控界面图。该系统使得设备控制的集中化、智能化得到了实现，具有良好的可扩充性。
关键词：Ｐｒｏｉｆｂｕｓ协议；智能配电柜；ＰＬＣ；监控界面
中图分类号：ＴＰ２９文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ７７２０（２０１３）１３－００６０ — ０３
ＮｅｔｗｏｒｋａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
基于Ｐｒｏｉｆｂｕｓ总线技术的智能配电柜系统的设计与实现
万力，宛晟
（１．合肥工业大学建筑设计研究院，安徽合肥２３０００９；２．合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥２３０００９）
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｔｅｆａｒｃｅｍａｐ．Ｔｉｌｅｓｙｓｔｅｍｅｎａｂｌｅｓｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｅｖｉｃｅｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｇｏｏｄｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ．
ＷａｎＬｉ，ＷａｎＳｈｅｎｇ
（１．ＡｒｃｈｉｔｅｅｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ．ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ；

基于Wincc的Profibus-DP控制网络的设计与实现

现场总线低压电器(2007№15)通用低压电器篇吕继东(1980—),男,硕士研究生,研究方向为工业控制网络,生物医学仪器。

基于W i n cc 的Profi bus 2D P控制网络的设计与实现吕继东1,　和卫星1,　陈志波2(1.江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江　212013;2.广州晟盈自控系统有限公司,广东广州　510660)摘　要:提出了一种基于W incc 的P rofibus 2DP 控制网络的设计方案。

以PC 机监控整个网络,S72300PLC 为主站,另一台S72300PLC 、S72200PLC 、交/直流调速器和变频器为从站,给出了网络的硬件组态、参数设置、通信及控制程度。

所设计的控制网络已在工业现场成功实现并运行良好。

关键词:Pr of i bus 2D P;W i n cc ;可编程逻辑控制器;变频器;网络中图分类号:TP 393.02　文献标识码:B 文章编号:100125531(2007)1520037204D esi gn an d I m ple m en ta t i on of Pr of i bus 2DPC on tr ol Networ k Ba sed on W i n ccLV J idong 1,　HE W eixing 1,　CHEN Z h ibo2(1.School of Electrical and I nfor m ati on Engineering,Jiangsu Unive rsity,Zhenjiang 212013,China;2.Guangzhou Shengying Automa tic Contr ol System Co .,L td.,G uangzhou 510660,China) Abstra c t:A design m ethod of Profibus 2DP control net work ba s ed onW incc was pre sent ed .W ith PC supervi 2sing the wh o l e net work,t ook S72300P LC as the ma ste r,anothe r S72300PLC,S72200P LC,AC /DC s peed gove r 2nor and frequency conve rter as slaver .The hardwere configura ti on,pa rame ter s e tti ng,progra m for co mmunica ti on and control were given .T he desi gned contr o l ne t w o rk ha s been rea lized success fully and run a ll right in industry l ocale .Key word s:P r of i bus 2D P;W i n cc;pr ogramm a b l e log i ca l con tr oller (PL C );i nver ter;ne twor k和卫星(5—),男,副教授,博士,主要从事计算机控制、生物医学信号处理等方向的研究。

基于PROFIBUS总线的全集成自动化方案的实现

Ｖ１２．ｏ．９Ｎｏ２Ｆｂ２ｏｅ．０７
文章编号：０７—１４２０）２— ０２— ４１０４Ｘ（０７００３０
基于ＰＯＩＵＲＦＢＳ总线的全集成自动化方案的实现
倪文龙胥军王小明，，
（．１盐城工学院机械工程学院，江苏盐城２４０；．２０３２武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉４０７）３００
—
网络中，通过总线耦合器可以将ＰＯＵＲ￣ＢＳ—ＰＡ过程自动化设备连接到ＰＯＩＵＲＦＢＳ—ＤＰ总线，利用ＰＯＩＲＦ— ＢＳ主站对各类现场设备进行统一监控与管理。在该方案中，息交互直接在设备层实现，Ｕ信硬件设计成本较低，非常适合于中小企业内部的信息集成。
关键词：协议转换；网关；ＲＦＢＳＰＯＩＵ中图法分类号：Ｐ７Ｔ２３文献标识码：Ａ
ＤＰ－ａｔｒＭｓｅＭＯＤＢＵＳ１引言
在企业内部的控制网络中由于不同的应用需
（ｌｓ１ｃａｓ）
ＵｓｒｅＵｓｔｅｉｔｒａｅｎｅｆｃ ● Ｉ
Ｇａｅｙｔｗａ
Ｓａｅｌｖ
求很可能会同时采用不同种类的现场总线设备。这些现场设备可以在上位机中实现集成，可以也将它们集成到某一现场总线网络中。显然，一后种集成模式成本较低，而且比较容易实现。笔者分析了后一种集成模式，用各类现场总线至利ＰＯＩＵＲＦＢＳ—ＤＰ总线的协议转换网关，现异类实现场总线设备在ＰＯＩＵＲＦＢＳ总线网络中的集成。

基于PROFIBUS总线的数控系统建模及仿真

基于PROFIBUS总线的数控系统建模与仿真来源： testeck现场总线操纵系统打破了传统操纵系统的结构形式，在技术上现场总线具有系统的开放性、互可操作性与互用性、现场设备的智能化与功能自治性和对现场环境的适应性等特点。

但是现场总线最大的缺点是存在信号的传输延迟，因为现场总线采纳的是一种串行数据传输方式，现场总线操纵网络中所有节点在传送报文时需要通过网络调度分时占用总线，这就使得现场的传感、驱动设备与操纵器（主站）或工厂治理层之间的信息在传输进程中不可幸免地存在着延迟。

而且随着通信协议和网络中负载的转变，该延迟一般是随机时变的，从而阻碍了操纵系统的性能乃至稳固性。

通常情形下，现场总线操纵系统的传输延迟可分为：•固定延迟：一样适用于操纵系统的采样周期远大于网络延迟时的情形。

•独立散布随机延迟：延迟服从某种概率散布，但具有独立的统计特性。

•基于Markov链的随机延迟。

关于确信性现场总线操纵网络来讲，一个确信的操纵系统（总线协议、传输速度、节点数量和配置确信）其网络传输延时相对固定，因此本文的研究基于固定的现场总线传输延时。

一、基于现场总线数控系统的大体模型不同的现场总线操纵网络，其网络延迟的特性也不相同，为了分析网络延迟对操纵系统的阻碍，第一应付网络延迟进行建模，网络延迟一样来讲是时变的，受网络负荷、链路层调度协议等因素的阻碍。

基于现场总线的数控系统通过现场总线将数控单元、执行器和传感器等连接起来组成一个散布式的操纵系统。

因此基于现场总线的数控系统是一个多输入、多输出和具有通信传输延时的复杂系统。

其大体模型如图1所示。

图1 基于现场总线的数控系统的大体模型该模型由数控机床和数控单元两部份组成。

数控机床部份动态模型包括n个可观测的状态{x}，m个输入{u}，和r个输出{y}；数控单元部份的动态模型那么包括q个可观测的状态{z}，r个输入{w}，和m个输出{v}。

该数控系统包括m个执行器，r个传感器和一个数控单元，因此n、m、r和q均为正整数。

基于PROFIBUS现场总线的SS非织造布生产线控制系统网络平台构建

２６・研究与应用・
纺织机械
２０１３年第２期
监控。
如图３所示。要注意的是，对于本系统来说，由于除了西门子的ＰＬＣ、Ｍ４４０系列变频器、ＥＴ２００系列远程Ｉ／Ｏ以
设备层：执行各条指令，保证良好的实时性。
传动部分的ＰＬＣ３通过ＣＰ３１５的ＤＰ口实现与参与同步的西门子Ｍ４４０系列变频器通讯，在ＰＬＣ３
率可以说是大大优于传统的ＲＳ４８５通讯。以多辊
中作同步调速运算，实现电机的启动、停止、急停及全数字化通讯同步，达到实时多辊同步的效果，保证了生产线升降速时良好的动态性能。而传动部分的ＰＬＣ３与上位机ＷＩＮＣＣ的ＰＲＯＦＩＢＵＳ通讯也是通
过配置ＣＰ３４２—５实现的。Ｓｔｅｐ７中硬件组态结构
同步程序为例，ＲＳ４８５通讯需要采用轮询方式，从波特率计算的结果来看，如果每个从站只有８个字的 பைடு நூலகம்
长度（输入输出各４个字），那么每个从站的轮询时间为３５ｍｓ，而ＤＰ通讯几乎可以达到并发的效果。在该项目中同步效果曲线如图４所示。
如图２所示。
传输安全保证，能有效的检测出错位、双向数据传输，发送方和接受方可以同时触发发送和接受响应。
ＰＲＯＦＩＢｕＳ—ＤＰ通讯协议实际需要规定各个站点的主从关系。但在本系统的通讯网络中，信息层（上位机）与控制层（ＰＬＣ）之间的通讯虽然也是应用ＰＲ０ＦＩＢＵＳ，但是他们之间是一种主主关系，上位机会依照ＤＰ地址的顺序访问网络中所有ＰＬＣ相关数据区中的数据，而各ＰＬＣ之间不进行数据交换。这种结构最大的优势在于：对于ＰＬＣ来讲，上

PROFIBUS-DP主站和从站通讯的设计与实现

PROFIBUS-DP主站和从站通讯的设计与实现摘要：本文介绍了PROFIBUS现场总线技术的特点并结合SIEMENS公司的S7-300 PLC、通讯模块CP342-5 及ET200M等相关产品组建PROFIBUS-DP网络。

讨论了该网络的组态、STEP 7程序的编制以及现场设备GSD文件的建立方法，并详细讨论了PROFIBUS-DP主从站数据交换的实现方法。

关键词：PROFIBUS-DP网络；通讯；可编程序控制器；网络组态1 引言PROFIBUS是近年来国际上最为流行的现场总线，也是目前数据传输率最快的一种现场总线（传输率可达12Mbit/s），因此在很多领域内得到了广泛的应用。

它由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。

其中，PROFIBUS-DP在数据传输速率、效率和低连接成本方面特别适用于自动化系统与分散外围设备之间的通信。

使用PROFIBUS-DP可取代24V（DC）或4～20mA信号传输。

PROFIBUS-DP用于现场的快速数据交换时，以中央自动化设备（如PLC/PC或过程控制系统）为主站，通过串行连接与分散的现场设备（如I/O、驱动器和阀门及测量变送器）组成通信网络。

主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息，也可利用PROFIBUS-DP提供扩展的非循环通信服务，用于智能现场设备的参数化、诊断、操作监控和报警处理等，通信方式灵活方便。

2 基于PROFIBUS-DP的主站和从站的通讯2.1 硬件部分在综合分析PROFIBUS-DP网络各种典型配置后，本文构建的PROFIBUS-DP网络如下：以研华工控机（插有SIEMENS公司的CP5613通讯卡）作为上位机及一类主站；以S7-300 PLC作为智能从站，为具典型性两个从站选用不同的配置，从站1的CPU为CPU315-2DP(带集成的DP接口)不需要DP通讯模块，从站2的CPU为CPU314(不带DP接口)需要通讯模块CP342-5 ；以ET200M作为从站1的远程I/O从站（选用IM153-1接口模块），用于采集现场数据。

基于工业以太网和PROFIBUS总线的分布式综合控制系统的设计

重庆维普
基于工业以太网和
分布式综合控制系统的设计
魏雯秋
，
郑
704
重
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( 中国船舶重工集团公司第
研究所
上海
2000 3 1
)
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作者简介：魏雯秋 ( 1 9 8 1
) 女本科助理工程师主要从事自动化控制方面的研究
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第三期
200 8
年
技术篇
重庆维普
的控制器网络来实时管理这一作业流程已成为设计
人员的首要选择．
ＩＥ８２３使用ＩＯ和ＴＰＩ通讯协议，有ＥＥ０．，ＳＣ／Ｐ具
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基于PROFIBUS总线的应用分析

基于PROFIBUS总线的应用分析摘要：现场总线集合了网络、自动控制、计算机、数字通信等技术方式，形成了智能、数字和多接点的通信方式。

本文对现场控制技术问题进行了详细描述，其中对常用的现场总线和PROFIBUS现场总线的应用要求进行了重点阐述，为现场总线的研究提供了理论参考与借鉴。

关键词：PROFIBUS总线；应用PROFIBUS现场总线全称为Process Field Bus,是1986年以德国西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的现场总线技术,是德国国家现场总线标准DIN19245和欧洲标准的EN50170现场总线标准,现已被列入IEC61158国际标准。

PROFIBUS是一种与制造无关的、开放的广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化的现场总线标准。

目前，针对现场总线技术研究的国内外机构日益增多，其发展速度迅猛，广泛应用于楼宇自动化、现场测控系统中。

每推出新一代系统都会有效解决上一代系统的缺陷，不断地更新换代。

其处于计算机通讯系统末端，可将微处理器放置在传统的测量仪表中，具有数字计算和通信能力，多向传输，多支路结构，使得通信和现场设备结合成为可能。

现场总线技术采用分布式控制跨网络的通信系统，可以保证通信系统的稳定性，在现场进行安装检测，缩短了控制路线，保持系统长时间安全运行。

现场总线技术是集计算机、仪表、电子和网络系统发展到一定程度上的结晶。

由于现在市场上的总线种类繁多，且其标准不一致，所以想实现总线兼容是困难的，以太网的研发和更广泛的发展可以有效的解决难兼容的问题，于此同时，也为现场总线的发展提供了更多的可能。

一、现场总线的特点①开放性。

现场总线系统致力于与标准达成共识，公开协议，设备厂家实时更新交换数据。

②互相替换性。

性能相似的设备可以进行互换。

③智能化。

可以在现场设备中进行工程量计算、补偿计算、测量传感等自动控制的功能。

④结构模块化。

去掉了DCS的输入/输出单元和控制室。

工业控制网络PROFIBUS-DP总线及应用

讯过程。
8.叙述S7-300/400的常见组网方式。
3. CPU的操作模式（1）CPU的模式选择
1）RUN（运行）位置：CPU执行用户程序，可以通过编程软件读出用户程序，但不能修改用户程序。
2）STOP（停止）位置：不执行用户程序，通过编程软件可读出和修改用户程序。
3）MRES（清除存储器）位置：MRES位置不能保持，将开关扳到这个位置松手后开关将自动返回STOP位置。
（1）PROFIBUS-DP
➢ PROFIBUS-DP使用了第1层、第2层和用户接口层。第3到第7层未使用，这种精简的结构确保了高速数据传输。
（2）PROFIBUS-PA
➢ PROFIBUS-PA使用扩展的PROFIBUS-DP协议进行数据传输，同样采用Token-Passing的主从分时轮训协议。
6．STEP 7的程序块
七、 S7-300/400常用的组网方式 1.DP方式 ➢ 通过CPU集成DP口（或通过DP主站模块
如CP342-5）与远程I/O之间的通信 ➢ S7-300与S7-200的DP通讯 ➢ S7-300之间的主从通讯 ➢ 支持DP 协议的第三方从站设备通信 ➢ 系统功能SFC14、SFC15的PROFIBUS通
思考题
1.简述PROFIBUS 的协议结构及DP工作原理。 2.什么是MS0，MS1，MS2通讯？ 3.MS0通讯的工作过程？ 4.PROFIBUS_DP 的基本功能？ 5.DP V1和DP V2有哪些补充？ 6.DP报文有哪些种类？ 7.请介绍PROFIdrive行规的应用领域，及PPO通
视目的，具体为各站点的数据读取、系统组态、监视、故障诊断等。一般同一总线上只有一个2类DP主站。（3）DP从站：是进行输入和输出信息采集和发送的外围设备，是带二进制值或模拟量输入输出的I/O设备、驱动器、阀门等。